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  • 郭佳, 任亚锋, 李冰, 黄靖, 尚文雅, 杨溢珂, 刘慧瑶
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7827-7838. doi: 10.12307/2025.502
    背景:

    目前,脊髓损伤给患者和国家医疗服务带来巨大的负担,有关于脊髓损伤预防、治疗和康复已成为医学领域的一个重要课题。因此,在深入了解脊髓损伤潜在分子机制的基础上,探索新的有效治疗策略具有重要意义。

    目的:

    综述负载多种miRNA的间充质干细胞源外泌体在改善脊髓损伤功能方面作用机制的研究进展,并基于临床转化现状,对其投入临床使用提出几点思考和展望。

    方法:

    由第一作者检索中国知网和PubMed数据库,分别以“间充质干细胞,外泌体,脊髓损伤,miRNA,病理生理学,临床转化,临床试验,良好生产规范”及“mesenchymal stem cells,exosome,spinal cord injury,miRNA,pathophysiology,clinical translation,clinical trial,good manufacturing practice”为中英文检索词检索相关文献。文献类型包括论著和综述,语言种类为英文和中文,最终筛选出72篇文献进行综述分析。

    结果与结论:

    ①文章概述了外泌体的生物特性和其可作为负载miRNA良好载体的优势。由间充质干细胞源外泌体介导的多种miRNA主要通过调节神经再生相关蛋白的表达、抑制RAS同源基因家族成员A、激活环磷腺苷效应元件结合蛋白和信号传导及转录激活蛋白3、调节磷酸酯酶与张力蛋白同源物/程序性细胞死亡因子4通路等多个方面来促进神经元功能的恢复;通过调节内质网到细胞核信号1、干扰素调节因子5的表达、Toll样受体4/核转录因子kB通路、下调相关促炎因子等方面来改善炎症反应;抑制含发芽相关的EVH1域1和磷酸肌醇3激酶调节亚基2来促进血管生成。②进一步对比分析发现,miR-216-5p,miR-145-5p及miR-146b均通过调节相关通路来改善炎症反应,将这些miRNA联合运用可能会产生更显著效果;缺氧预处理可能是一种增加外泌体治疗效果的预处理方法。③目前尚无将间充质干细胞源外泌体应用于脊髓损伤的临床试验,这与其投入临床使用前需满足良好生产规范有关;现阶段需要大规模大批量的细胞生产、高效统一分离外泌体方法的缺失以及在投入临床使用前需要通过严格的监管审批机制等诸多因素阻碍了其临床应用。④miRNA作为间充质干细胞源外泌体内容物在治疗脊髓损伤中具有巨大潜力,未来应深入探索其作用机制以及加快推动进入临床试验阶段,为治疗脊髓损伤提供切实有效的新方法。

  • 张敏, 张霓霓, 黄桂林, 李壮壮, 王雪, 王辉科
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7804-7815. doi: 10.12307/2025.753
    背景:

    头颈部肿瘤放射治疗极易引起口干症,严重影响患者的生活质量,近年来工程化干细胞及其旁分泌因子在唾液腺损伤修复中表现出治疗潜力,但目前尚无人羊膜间充质干细胞来源外泌体应用于放射性唾液腺损伤的相关实验研究。

    目的:

    初步探讨人羊膜间充质干细胞来源外泌体对放射性颌下腺损伤的修复作用。

    方法:

    超滤法+超速离心法提取人羊膜间充质干细胞外泌体并鉴定。将SD大鼠随机分为对照组、放射损伤组、放射损伤+外泌体组,通过18 Gy辐射大鼠颌下腺组织构建放射性颌下腺损伤大鼠模型,放射建模后1 d通过颌下腺原位注射人羊膜间充质来源外泌体,于1,3,7,14 d取样,检测各组大鼠静息唾液流速;苏木精-伊红染色观察颌下腺组织结构;糖原染色观察颌下腺组织中糖原颗粒表达;Masson染色观察颌下腺组织纤维化;酶联免疫吸附法检测分泌唾液淀粉酶含量;免疫荧光染色观察颌下腺组织中水通道蛋白、紧密连接蛋白表达;实时荧光定量PCR检测颌下腺组织中水通道蛋白、唾液淀粉酶基因的相对表达量;原位末端标记法检测各组颌下腺组织中的细胞凋亡率。

    结果与结论:

    放射造模后,与放射损伤组相比:①苏木精-伊红染色结果显示放射损伤+外泌体组颌下腺组织结构恢复,核仁增多,腺泡数目增多、腺泡萎缩改善;②糖原染色结果显示,放射损伤+外泌体组腺泡胞浆中阳性酶原颗粒数量、密度逐渐增多;③Masson染色结果显示,放射损伤+外泌体组间质及导管周围阳性胶原纤维数量、密度逐渐减少,纤维化程度缩小,胶原沉积减弱;④放射损伤+外泌体组唾液流速升高(P < 0.05);水通道蛋白5荧光强度增强(P < 0.05)且基因表达量显著增强(P < 0.01);紧密连接蛋白荧光4分布减弱,且荧光强度下降(P < 0.05,P < 0.01),唾液淀粉酶含量升高(P < 0.05)且基因表达量显著升高(P < 0.01),阳性凋亡细胞减少(P < 0.05,P < 0.01)。结果表明人羊膜间充质干细胞来源外泌体局部注射后短时期内可改善颌下腺组织病理形态、促进唾液流速及淀粉酶表达,并可能通过抑制腺泡凋亡对大鼠放射性颌下腺损伤起到功能修复的作用。

  • 周万林, 何斌, 申雄成, 黄坤, 田仁元, 袁野, 黄文良
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7719-7727. doi: 10.12307/2025.564
    背景:

    随着年龄增长,骨髓间充质干细胞的再生能力和分化功能逐渐下降,导致骨组织修复效果减弱。因此,探索成骨潜能更高的骨髓间充质干细胞亚群对骨组织工程的发展具有重要意义。

    目的:

    评估STRO-1阳性和阴性骨髓间充质干细胞在成骨诱导培养条件下的成骨分化能力差异。

    方法:

    分离并培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,采用流式细胞术和免疫荧光鉴定CD29、CD45、CD90和STRO-1的表达;利用免疫磁细胞分选技术分离STRO-1阳性和阴性骨髓间充质干细胞,将两组细胞分别进行成骨诱导7,14 d,采用qRT-PCR和Western blot分析两组细胞成骨相关基因(Ⅰ型胶原、Runt相关转录因子2、骨保护素、骨钙素)及蛋白表达水平差异,采用茜素红染色和碱性磷酸酶染色观察钙结节形成情况。

    结果与结论:

    流式细胞术显示CD29和CD90高表达,CD45低表达,STRO-1的阳性表达率为12.8%,免疫荧光结果与流式细胞术一致。磁细胞分选后发现STRO-1阳性细胞的集落形成率高于STRO-1阴性细胞;STRO-1阳性细胞在第14天的成骨分化能力显著高于第7天,且在第14天时成骨相关标志物的表达水平显著高于STRO-1阴性细胞,差异有显著性意义(P < 0.01)。结果表明:STRO-1阳性骨髓间充质干细胞在成骨能力上具有显著优势,为骨组织工程中理想种子细胞的筛选提供了理论依据,未来在骨缺损修复中有望成为一种潜在的治疗手段。

  • 水晶, 何宇, 江楠, 徐坤, 宋丽娟, 丁智斌, 马存根, 李新毅
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7889-7897. doi: 10.12307/2025.542
    背景:

    中枢神经系统髓鞘再生是由脱髓鞘事件触发的基本修复过程,主要通过少突胶质细胞前体细胞增殖、迁移并向少突胶质细胞分化进而再生髓鞘。髓鞘再生过程受到多种因素如星形胶质细胞、髓鞘碎片、小胶质细胞、巨噬细胞、内皮细胞、周细胞、T细胞以及年龄等的影响。

    目的:

    星形胶质细胞在中枢神经系统发挥着调节突触活动、营养支持及组织修复等重要作用。文章通过综述星形胶质细胞在髓鞘再生过程中的作用,旨在为中枢神经系统脱髓鞘疾病提供潜在的治疗靶点。

    方法:

    检索2014-2024年在中国知网、PubMed和Web of Science数据库收录的文献,中文检索词:“星形胶质细胞,少突胶质细胞前体细胞,髓鞘再生”,英文检索词:“Astrocyte OR Astroglia*,Oligodendrocyte Precursor Cell*,Remyelination”,经筛选后提取66篇文献进行综述。

    结果与结论:

    ①以多发性硬化为代表的脱髓鞘疾病的治疗主要是疾病修饰疗法,尚无可用的促进髓鞘再生的方法,因此,探索髓鞘再生相关靶点以促进髓鞘再生是十分必要的。②髓鞘再生是由少突胶质细胞前体细胞增殖、迁移、分化、成熟为少突胶质细胞,后者产生髓磷脂包裹轴突以形成髓鞘的过程。③星形胶质细胞通过吞噬髓鞘碎片、参与炎性反应、向少突胶质细胞谱系细胞转分化、为少突胶质细胞谱系细胞供能、释放神经营养因子、分泌细胞外基质成分等调节髓鞘再生。④文章所归纳的药物是以星形胶质细胞及其衍生因子作为干预靶点调控髓鞘再生,部分药物效果尚可,但其有效性及安全性仍需更多的基础研究及临床试验来验证。⑤星形胶质细胞在髓鞘再生过程中的作用机制尚未完全阐明,相关的分子靶点及信号通路有待进一步研究。

  • 冉亚琴, 陈曦, 谢晏讷, 袁军
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7880-7888. doi: 10.12307/2025.765
    背景:

    众多研究指出细胞焦亡在肿瘤进展中扮演着关键角色。近年来研究显示,细胞焦亡与乳腺癌发生、发展和治疗有着不可忽视的联系,开发有效的细胞焦亡治疗策略已成为乳腺癌治疗领域的研究热点。

    目的:

    综合分析细胞焦亡的机制,探究细胞焦亡在乳腺癌中的抗肿瘤作用以及在临床治疗中的潜在应用价值。

    方法:

    以“pyroptosis,breast cancer,inflammasome,gasdermin,caspase,drug resistance,treatment”为英文检索词,检索PubMed数据库建库至2024年8月发表的文献。通过阅读文题和摘要进行初步筛选,排除与此次研究内容相关性差、信息陈旧或观点重复且缺乏权威性的文献,最后纳入121篇文献进行综述。

    结果与结论:

    细胞焦亡是一种特殊的程序性细胞死亡方式,它通过激活Gasdermin家族蛋白来执行,在乳腺癌治疗中显示出潜在的应用价值。长期或不当的治疗可导致肿瘤细胞对药物产生耐药性,细胞焦亡机制的研究有助于克服耐药性缺陷。细胞焦亡能够触发免疫原性细胞死亡,促进肿瘤特异性抗原的释放,进而激活免疫系统,提高其对肿瘤细胞的识别和清除能力。细胞焦亡相关基因表达水平可作为乳腺癌预后指标,有助于评估患者的治疗反应和生存期。细胞焦亡机制研究可为乳腺癌治疗提供新的策略,如靶向诱导焦亡的药物和治疗方法,有助于实现乳腺癌个体化治疗方案。

  • 杨定燕, 余振球, 杨中愉
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7909-7920. doi: 10.12307/2025.523
    背景:

    精确的早期诊断和及时的再灌注治疗是挽救急性心肌梗死患者的生命并改善预后的重要前提条件。因此,寻找能够早期诊断急性心肌梗死的理想生物标志物尤为重要。

    目的:

    拟通过生物信息学和机器学习分析急性心肌梗死与中性粒细胞相关的关键基因,以探寻新的生物标志物。

    方法:

    基于GEO数据库和limma包鉴定急性心肌梗死的差异表达基因。使用反卷积算法探究免疫细胞浸润情况,然后结合加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)、蛋白互作网络和机器学习筛选急性心肌梗死与中性粒细胞相关的特征基因,并进行功能富集分析。用ROC曲线评估特征基因对急性心肌梗死的诊断价值。通过STITCH和Herb数据库筛查生物标志物的靶向药物。最后将在2023年3-6月于贵州医科大学附属医院心内科首次诊断为急性心肌梗死的住院患者作为实验组,同期心电图无缺血性改变、冠状动脉造影无狭窄的住院患者作为对照组,收集两组患者外周血,通过RT-qPCR验证基因在人外周血样本中的相对表达量。

    结果与结论:

    ①共获得差异表达基因2 349个,免疫浸润分析发现B cells memory,NK cells resting和Neutrophils等免疫细胞评分在疾病和正常组之间存在差异;②使用WGCNA发现ME green和ME turquoise这两个基因模块与中性粒细胞与急性心肌梗死表现出最高的相关性;③与差异表达基因相交后获得24个差异模块基因,功能富集分析发现其与先天免疫反应、细菌的防御反应等多种过程相关;KEGG结果显示其主要与肿瘤坏死因子信号通路有关。④机器学习算法挖掘到的基因取交集后得到的特征基因为S100A12,PTCH1和LOC400499,在GSE48060和GSE66360数据集中的ROC曲线下面积均大于0.7,将其视为潜在的生物标志物。⑤基于STITCH和Herb数据库发现S100A12有11种靶向药物,PTCH1共发现6种靶向药物。⑥RT-qPCR结果显示,与对照组相比,急性心肌梗死患者中S100A12,PTCH1和LOC400499表达具有显著差异性(P < 0.05)。⑦S100A12,PTCH1和LOC400499可能是急性心肌梗死潜在的诊断生物标志物,但是其与急性心肌梗死相关的特异性尚需进一步研究,其中S100A12可能是调控急性心肌梗死的潜在靶点。

  • 黄海纳, 余艳荣, 毕戬, 黄淼, 彭维杰
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7848-7855. doi: 10.12307/2025.754
    背景:

    间充质干细胞诱导的成肝细胞样细胞是很有前途的肝再生或肝脏组织工程的种子细胞,传统的二维培养成肝诱导效率低下,越来越多的研究集中在三维培养诱导成肝分化上。

    目的:

    总结间充质干细胞成肝诱导的三维培养模型,重点讨论间充质干细胞成肝分化的表观遗传学调控机制研究进展,为提高间充质干细胞成肝分化的效率提供理论依据。

    方法:

    检索PubMed数据库及中国知网等数据库收录的相关文献,英文检索词为“mesenchymal stem cells,3D culture,hepatogenic differentiation,hepatocyte-like cells,epigenetics”,中文检索词为“间充质干细胞,三维培养,成肝分化,肝细胞样细胞,表观遗传学”,并结合文献溯源法查找部分文献进行综述分析。

    结果与结论:

    ①目前常见的间充质干细胞成肝分化的三维培养模型包括细胞球、生物支架、生物打印、微流控芯片等,它们在诱导成肝分化过程中各有优势和不足;②间充质干细胞成肝分化过程中表观遗传学调控起到关键作用,主要涉及组蛋白修饰、DNA甲基化、非编码RNA的调控等,不同的表观遗传修饰和机制相互作用,共同调节间充质干细胞成肝分化;③在三维培养条件下诱导间充质干细胞成肝分化过程中,表观遗传学修饰尤其是组蛋白乙酰化发挥了重要作用。未来,需要结合表观遗传学优化三维培养策略,提高成肝诱导效率。

  • 孔宁, 唐吉祥, 侯豫博, 孟澜, 孙蕾, 马保东, 邵一鸣, 靳冉冉, 岳寒, 张辉
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7752-7761. doi: 10.12307/2025.750
    背景:

    长链非编码RNA(LncRNA)在神经系统发育及神经性疾病中扮演着重要角色,课题组前期研究证明了缺血缺氧环境下过表达促红细胞生成素的人脐带间充质干细胞(EPO-MSCs)具有更好的神经保护功能,且显著激活了LncRNA XIST的表达。研究表明XIST与缺血缺氧脑病的发病机制有关,但其受EPO-MSCs调控进而保护缺血缺氧神经元的作用和机制尚不清楚。

    目的:

    探讨LncRNA XIST响应EPO-MSCs信号对缺血缺氧SH-SY5Y细胞凋亡影响的新机制。

    方法:

    ①通过慢病毒转染构建敲低LncRNA XIST(sh-XIST)和阴性对照(NC-XIST)SH-SY5Y细胞株,采用氧-葡萄糖剥夺诱导细胞缺氧缺血损伤,使用Transwell小室构建EPO-MSCs和sh-XIST、NC-XIST缺血缺氧SH-SY5Y细胞非接触共培养体系,使用CCK-8方法检测SH-SY5Y细胞的增殖能力,使用细胞划痕实验检测SH-SY5Y细胞的迁移能力,使用流式细胞仪检测SH-SY5Y细胞凋亡情况。②RNA-seq生信分析筛选sh-XIST与NC-XIST细胞株差异表达基因和通路,利用双荧光素酶实验验证miR-124-3p与靶基因XIST和GRIN1之间的关系,通过qRT-PCR验证下游miR-124-3p、GRIN1基因的表达水平。③加入miR-124-3p抑制剂和模拟物验证缺血缺氧并与EPO-MSCs共培养后SH-SY5Y的表型变化。

    结果与结论:

    ①与NC-XIST组相比,sh-XIST组SH-SY5Y细胞缺血缺氧损伤并与EPO-MSCs共培养后的增殖和迁移能力下降,细胞凋亡增加。②双荧光素酶实验结果显示,miR-124-3p与其靶基因XIST之间存在相互作用。在缺血缺氧条件下,转染miR-124-3p mimics的SH-SY5Y细胞在与EPO-MSCs共培养后表现出细胞凋亡减少的情况;相反,当SH-SY5Y细胞转染miR-124-3p inhibitor时,在相同的缺血缺氧条件及与EPO-MSCs共培养的情况下,细胞凋亡则显著增加。③通过对sh-XIST进行转录组测序和生物信息学分析筛选得到显著下调的神经活性配体-受体通路及中枢神经系统发育关键受体基因GRIN1。④双荧光素酶实验结果显示,miR-124-3p与GRIN1相互作用,与NC-XIST组相比,缺血缺氧后sh-XIST组SH-SY5Y细胞GRIN1表达显著下调。结果表明,LncRNA XIST通过上调miR-124-3p从而促进GRIN1表达,进而减少缺血缺氧并与EPO-MSCs共培养SH-SY5Y细胞凋亡,增强其增殖、迁移能力;sh-XIST可以阻断这一保护功能。

  • 周洋, 刘可鑫, 王得利, 孙璋
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7839-7847. doi: 10.12307/2025.749
    背景:

    近年来细胞外囊泡在骨缺损再生修复领域受到广泛关注。然而,天然细胞外囊泡在持续控释、组织靶向性和载药能力等方面存在不足。因此,引入工程化策略对细胞外囊泡进行改造,提高其治疗效果,成为当前研究的热点。

    目的:

    对工程化细胞外囊泡在骨缺损再生修复中的作用和应用进展做一综述。

    方法:

    检索PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中近15年的相关文献,英文检索词为“engineering,extracellular vesicles,exosomes,bone defect,bone regeneration,bone repair”,中文检索词为“工程化,细胞外囊泡,外泌体,骨缺损,骨再生,骨修复”。经过筛选,排除相关性差、陈旧和重复的文献,对最终符合标准的93篇文献进行综述。

    结果与结论:

    ①细胞外囊泡主要是基于密度、大小、免疫亲和力或表面电荷进行分离的,分离后依赖成像技术、基于尺寸测定和计数的技术以及流式细胞术进行表征;②细胞外囊泡通过调节免疫、血管生成、靶细胞的增殖与分化来刺激骨再生;③细胞外囊泡的工程化策略包括表面修饰和内容物装载2个方面;④利用工程化策略向细胞外囊泡引入骨形态发生蛋白2、突变缺氧诱导因子1α、血管内皮生长因子、miRNA和其他生物活性因子可以增强骨缺损再生修复能力。

  • 黎庭悦, 郭倩, 何文喜, 吴家媛
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7776-7782. doi: 10.12307/2025.563
    背景:

    长链非编码RNA TP53TG1(lncRNA TP53TG1)参与调控多种癌症细胞的增殖、迁移、侵袭、凋亡,但在其他细胞中的作用报道甚少。

    目的:

    探讨lncRNA TP53TG1对人根尖牙乳头干细胞增殖和分化的影响及途径。

    方法:

    分离、培养人根尖牙乳头干细胞,转染lncRNA TP53TG1过表达慢病毒,RT-qPCR检测lncRNA TP53TG1的过表达效率,Western blot检测PI3K、AKT、ERK、P38、Smad3及其磷酸化蛋白的相对表达量。将人根尖牙乳头干细胞分为慢病毒空载体组和过表达lncRNA TP53TG1组,采用CCK-8法检测细胞增殖情况;成骨诱导第5天采用碱性磷酸酶染色检测碱性磷酸酶活性,成骨诱导第21天采用茜素红染色检测矿化结节形成情况;成骨诱导第3,7,14天采用RT-qPCR检测牙本质涎磷蛋白、Runt相关转录因子2、牙本质基质蛋白1、骨涎蛋白的mRNA表达水平;成骨诱导第3,7,14天采用Western blot检测牙本质涎磷蛋白和Runt相关转录因子2的蛋白表达水平。

    结果与结论:

    ①RT-qPCR检测结果显示慢病毒成功整合到根尖牙乳头干细胞基因组中,Western blot检测结果显示,过表达lncRNA TP53TG1上调了p-PI3K、p-AKT的蛋白水平而不影响其他通路磷酸化蛋白的表达;②从细胞培养第3天开始,过表达lncRNA TP53TG1显著促进根尖牙乳头干细胞的增殖;③在诱导根尖牙乳头干细胞牙源性分化过程中,过表达lncRNA TP53TG1促进成牙本质及成骨分化相关基因和蛋白的表达,碱性磷酸酶活性和矿化结节形成显著增加;④结果表明:lncRNA TP53TG1可能通过激活PI3K/AKT信号通路促进根尖牙乳头干细胞成牙本质及成骨分化。